Die Erfindung betrifft ein Schaltmodul für eine Differentialsperre oder für eine

Achszuschaltung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine entsprechende Differentialsperre, ein entsprechendes Verteilergetriebe und eine entsprechende Achszuschaltung.

Im Stand der Technik sind Differentialsperren bekannt, welche insbesondere auch in den Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen Verwendung finden. Diese

Differentialsperren ermöglichen durch ein Blockieren einer Verteilerfunktion der entsprechenden Differentialgetriebe eine Verteilung des Antriebsmoments auf die angetriebenen Achsen bzw. die angetriebenen Fahrzeugräder, was insbesondere in unwegsamem Gelände eine Fortbewegung erleichtern kann. Ebenso sind auch Achszuschaltungen bekannt, welche es ermöglichen, eine Fahrzeugachse wahlweise anzutreiben oder mitzuschleppen. Im angetriebenen Zustand der Fahrzeugachse erhöhen sich die Geländegängigkeit sowie die Traktionsfähigkeit des Fahrzeugs, wohingegen im mitgeschleppten Zustand der Fahrzeugachse der Treibstoffverbrauch reduziert wird. Das Einrücken bzw. Ausrücken der Differentialsperren bzw. das Ein oder Ausrücken der Achszuschaltung erfolgt dabei über ein hierfür geeignetes Schaltmodul, welches in der Regel eine Schaltgabel, eine Schaltmuffe, eine

Schaltstange sowie einen Schaltkolben und einen Schaltzylinder umfasst.

In diesem Zusammenhang beschreibt die EP 0 510 457 B1 eine formschlüssige Kupplung für ein Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zu deren Betätigung. Die Verzahnungen der Kupplungsteile weisen dabei ausreichend große Zahnlücken auf, um ein Einlegen auch unter einer Relativdrehzahl der

Kupplungsteile zu ermöglichen. Ein Hinterschnitt der Verzahnungen verhindert ein Öffnen der Kupplung unter Last.

Aus der DE 40 21 653 A1 ist eine Klauenkupplung mir großem Abweiswinkel bekannt, deren Kontaktflächen der beiden Kupplungsteile derart gegen die

Achsrichtung geneigt sind, dass ein Öffnen der Kupplung unter Last möglich ist. Dabei treten jedoch Axialkräfte auf, die durch eine Verriegelungsvorrichtung aufgefangen werden müssen, was Bauraum in Anspruch nimmt und eine

vergleichsweise größere Anzahl von Bauteilen erfordert. Ein Einlegen der Kupplung unter Last ist nicht möglich.

Die bekannten Klauenkupplungsanordnungen sind dahingehend nachteilbehaftet, dass je nach Ausbildungsform entweder ein Einlegen der Kupplung unter Last nicht möglich ist oder aber ein Lösen der Kupplung unter Last nicht möglich ist. Zudem bestehen sie üblicherweise aus einer Vielzahl von Einzelteilen, was vergleichsweise aufwändig in der Herstellung wie auch in der Montage ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbessertes Schaltmodul für eine Differentialsperre oder für eine Achszuschaltung vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Schaltmodul für eine

Differentialsperre oder für eine Achszuschaltung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Die Erfindung betrifft ein Schaltmodul für eine Differentialsperre oder für eine

Achszuschaltung, umfassend eine Klauenkupplung mit einer Verzahnung und einen Schaltkolben mit einer maximal aufbringbaren Stellkraft, wobei Zahnlücken der Verzahnung derart weit ausgebildet sind, dass die Klauenkupplung unter Last schließbar ist. Das erfindungsgemäße Schaltmodul zeichnet sich dadurch aus, dass Zahnflanken der Verzahnung einen Neigewinkel gegen eine Axialachse der

Klauenkupplung derart aufweisen, dass die Klauenkupplung unter Last eine

Ausrückkraft erfährt und dass die maximal aufbringbare Stellkraft größer ist als die Ausrückkraft.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass das erfindungsgemäße Schaltmodul also sowohl ein Öffnen der Klauenkupplung als auch ein Schließen der Klauenkupplung unter Last bzw. unter Relativdrehzahl ermöglicht. Dies wiederum ermöglicht ein

situationsangepassteres Aktivieren bzw. Deaktivieren einer Differentialsperre oder einer Achszuschaltung, da die Differentialsperre oder die Achszuschaltung unmittelbar bei Bedarf und während der Fahrt des Fahrzeugs aktiviert werden können und ebenso unmittelbar bei Wegfall des Bedarfs während der Fahrt des Fahrzeugs wieder deaktiviert werden können. Das erfindungsgemäße Schaltmodul ermöglicht somit eine größere Flexibilität als bekannte Schaltmodule.

Die Klauenkupplung besteht bevorzugt aus einem ersten Kupplungsteil und einem zweiten Kupplungsteil, wobei der erste Kupplungsteil eine erste Verzahnung aufweist und der zweite Kupplungsteil eine zweite Verzahnung aufweist. Im geschlossenen Zustand der Klauenkupplung greift die erste Verzahnung in die zweite Verzahnung ein, so dass ein Drehmoment übertragen werden kann. Im geöffneten Zustand der Klauenkupplung greifen die Verzahnungen nicht ineinander und es kann

entsprechend kein Drehmoment übertragen werden. Stattdessen tritt im geöffneten Zustand der Klauenkupplung beim Betrieb eines entsprechenden Fahrzeugs eine Relativdrehzahl zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil auf.

Um ein Schließen der Klauenkupplung unter Last zu ermöglichen, was

erfindungsgemäß gewährleistet ist, muss die Verzahnung, d.h. also sowohl die erste Verzahnung als auch die zweite Verzahnung, entsprechend massiv und stabil ausgebildet sein, so dass auch ein Gegeneinanderschlagen der ersten und der zweiten Verzahnung, insbesondere der Zahnköpfe der ersten und der zweiten Verzahnung, nicht zu Beschädigungen führt. Die Zahnlücken der Verzahnung müssen weiterhin zumindest geringfügig weiter sein als der Umfang der einzelnen Zähne der Klauenkupplung, um ein gegenseitiges Eingreifen auch unter Last zu ermöglichen.

Durch den Neigewinkel der Zahnflanken gegen die Axialachse wird im

geschlossenen Zustand der Klauenkupplung unter Last erfindungsgemäß eine Ausrückkraft erzeugt. Die Ausrückkraft kommt dadurch zustande, dass die

Zahnflanken derart gegen die Axialachse geneigt sind, dass sie zumindest leicht spitz vom Zahnfuß zum Zahnkopf zulaufen, dass also der Umfang eines Zahnkopfs geringer ist als der Umfang des zugehörigen Zahnfußes. Die Axialachse bezeichnet im Sinne der Erfindung eine beliebige Gerade, welche parallel zur Axialachse der Klauenkupplung verläuft, sich also ausschließlich in Axialrichtung, nicht aber in Radialrichtung erstreckt.

Indem die maximal aufbringbare Stellkraft größer ist als die Ausrückkraft, kann im Betrieb des erfindungsgemäßen Schaltmoduls ein unbeabsichtigtes Öffnen oder zumindest ein unbeabsichtigtes Rutschen der Klauenkupplung auch bei hoher Last zuverlässig verhindert werden. Dabei ist die maximal aufbringbare Stellkraft insbesondere größer als diejenige Ausrückkraft, die bei maximal zulässiger

Belastung der Klauenkupplung auftreten kann. Die maximal aufbringbare Stellkraft ist also größer als die maximal zulässige Ausrückkraft.

Die Ausrückkraft hängt dabei einerseits vom auf die Klauenkupplung wirkenden Drehmoment ab, ebenso aber auch vom Neigewinkel der Zahnflanken. Auch eine Oberflächenbeschaffenheit der Zahnflanken und ein dadurch beeinflusster

Reibkoeffizient wirken sich auf die Ausrückkraft aus.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Verzahnung keinen Hinterschnitt aufweist, da ein Hinterschnitt üblicherweise ein Öffnen der Klauenkupplung unter Last verhindert, indem ein Teil der ersten Verzahnung des ersten Kupplungsteils in den Hinterschnitt der zweiten Verzahnung des zweiten Kupplungsteils eingreift und umgekehrt. Durch das unter Last auf die Klauenkupplung wirkende Drehmoment wird somit ein Öffnen der Klauenkupplung deutlich erschwert bzw. vollständig verhindert.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass der erste Kupplungsteil als Klauenmuffe ausgebildet ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass auf eine zusätzliche und separate

Schaltmuffe zur Drehzahlsynchronisierung verzichtet werden kann. Das

erfindungsgemäße Schaltmodul verzichtet also vorteilhaft auf zusätzliche Bauteile, was die Herstellungskosten und das Modulgewicht gering hält.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Schaltkolben als Ringkolben ausgebildet ist. Durch die Ausbildung des Schaltkolbens als Ringkolben kann dieser vorteilhaft unmittelbar auf einer Getriebewelle angeordnet werden, auf welcher auch die Klauenmuffe bzw.

Schaltmuffe selbst angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist der Schaltkolben dabei koaxial auf der Getriebewelle angeordnet. Indem der Schaltkolben und die

Klauenmuffe bzw. die Schaltmuffe gemeinsam auf der Welle angeordnet sind, kann auf eine Schaltstange, welche üblicherweise parallel zur Getriebewelle mit der Schaltmuffe angeordnet ist und auf welcher üblicherweise der Schaltkolben zusammen mit der Schaltgabel angeordnet ist, vorteilhaft verzichtet werden. Dies spart nochmals Bauraum, Herstellungskosten und Modulgewicht.

Durch die solcherart ermöglichte Anordnung des Kolbens auf der Getriebewelle, insbesondere die koaxiale Anordnung auf der Getriebewelle, ergibt sich zudem der weitere Vorteil, dass auch auf eine Schaltgabel vollständig verzichtet werden kann. Dies führt nicht nur dazu, dass sowohl das Modulgewicht als auch die

Herstellungskosten des Schaltmoduls nochmals weiter reduziert werden, sondern darüber hinaus werden auch die Schaltzeiten optimiert sowie die Teilevielfalt des Schaltmoduls reduziert.

Alternativ bevorzugt kann auch ein herkömmlicher Schaltkolben verwendet werden, wobei in diesem Fall zum Betrieb des Schaltmoduls weiterhin auch eine Schaltstange und eine Schaltgabel benötigt werden.

Bei einer Betätigung des Schaltmoduls wird der Schaltkolben bzw. Ringkolben auf der Getriebewelle axial verschoben.

Die Klauenkupplung und der Schaltkolben bestehen vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl. Dies gewährleistet eine vergleichsweise große Robustheit und damit Langlebigkeit der Bauteile auch unter regelmäßigen und hohen

Belastungen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Kupplungsmuffe der Klauenkupplung axial im Ringkolben drehbar gelagert ist. Aus dieser Anordnung der Kupplungsmuffe im Ringkolben ergibt sich der Vorteil, dass der Ringkolben bei einer Druckbeaufschlagung, die zu einer axialen Verschiebung des Schaltkolbens führt, die Kupplungsmuffe mitnehmen und ebenfalls verschieben kann. Indem die Kupplungsmuffe weiterhin drehbar im Ringkolben gelagert ist, wird also eine Verdrehbarkeit der Kupplungsmuffe gegen den

Ringkolben gewährleistet. Da die Kupplungsmuffe im eingerückten Zustand einer Rotationsbewegung eines mit der Kupplungsmuffe in Eingriff stehenden Zahnrads bzw. einer zugeordneten Welle folgt, kann der Ringkolben aufgrund der

Verdrehbarkeit jedoch in Ruhe bleiben. Dies vereinfacht u.a. das Herstellen einer zuverlässigen Druckdichtigkeit des Ringkolbens gegenüber dem Schaltzylinder, da der Ringkolben nicht gegen den Schaltzylinder verdreht.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Klauenmuffe koaxial im Ringkolben gelagert ist. Somit werden bei einer Druckbeaufschlagung des Ringkolbens bzw. bei einer Betätigung der Klauenmuffe keine Kippmomente zwischen Ringkolben und

Klauenmuffe erzeugt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Klauenmuffe bzw. die Schaltmuffe mittels einer Wälzlagerung im Ringkolben drehbar gelagert ist. Die Wälzlagerung ist im Vergleich zu einer Gleitlagerung zwar aufwändiger, ermöglicht jedoch das Erzielen vergleichsweise geringerer Reibwerte und damit einer besseren Effizienz. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die genaue Position des Ringkolbens zur Klauenmuffe bzw. Schaltmuffe über die Wälzlagerung vorgegeben wird, so dass zeitaufwändige Arbeiten zur Einstellung des Zahnkopf-Zahnkopf-Abstands sowie des Zahnkopf-Zahngrund- Abstands entfallen können. Eine für die Wälzlagerung notwendige Vorspannung wird bevorzugt durch ein elastisches Rückstellelement erzeugt, welche den Ringkolben im drucklosen Zustand in den Ruhezustand drängt.

Bevorzugt ist die Wälzlagerung als Schrägkugellagerung, als Rillenkugellagerung oder als Axiallagerung ausgeführt. Alternativ bevorzugt ist es vorgesehen, dass bei Verwendung einer Schaltgabel eine Wälzlagerung zwischen der Schaltgabel und der Klauenmuffe bzw. zwischen der Schaltgabel und der Schaltmuffe vorgesehen ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es

vorgesehen, dass das Schaltmodul weiterhin einen Schaltzylinder umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, den Schaltkolben mit einem Druck zu beaufschlagen.

Schaltzylinder zur Druckbeaufschlagung und damit zur Betätigung von Schaltkolben sind weit verbreitet und technisch ausgereift. Sie stellen z.B. gegenüber

Servomotoren zudem eine kostengünstige Lösung dar. Der Schaltzylinder kann z.B. zur Betätigung des Schaltkolbens mittels Öl oder mittels Luft ausgebildet sein. Der Schaltzylinder kann außerdem einfach- oder doppelwirkend ausgebildet sein.

Abhängig von der druckbeaufschlagten Fläche des Schaltkolbens bewirkt der solcherart erzeugte Druck eine entsprechende Kraft.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es

vorgesehen, dass das Schaltmodul weiterhin ein elastisches Rückstellelement umfasst, welches dazu ausgebildet ist, den Schaltkolben mit einer der

druckverursachten Kraft entgegenwirkenden Kraft zu beaufschlagen. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Rückstellelement als Schraubenfeder oder als Tellerfeder ausgebildet ist. Schraubenfedern und Tellerfedern sind kostengünstig in nahezu beliebigen Ausbildungsformen beschaffbar.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Schaltkolben einseitig mit Druck

beaufschlagbar ist. Bei Erreichen eines Ausrückdrucks erfolgt eine Betätigung des Schaltmoduls dahingehend, dass eine Differentialsperre ausgerückt wird oder eine Achszuschaltung ausgerückt wird. Im drucklosen Zustand hingegen ist die

Differentialsperre bzw. die Achszuschaltung bevorzugt eingerückt. In diesem Fall wird also die Stellkraft, welche ein Öffnen der Klauenkupplung unter Last aufgrund der dann wirkenden Ausrückkraft verhindert, vom Rückstellelement erzeugt. Alternativ bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Differentialsperre bzw. die Achszuschaltung im drucklosen Zustand ausgerückt sind. Das Einrücken erfolgt in diesem Fall durch eine Druckbeaufschlagung des Schaltkolbens mit dem

Einrückdruck. Entsprechend wird die Stellkraft in diesem Fall durch die

Druckbeaufschlagung erzeugt. Sie muss ausreichend groß sein, um nicht nur der unter Last auftretenden Rückstellkraft entgegenzuwirken sondern zusätzlich auch der vom Rückstellelement erzeugten Kraft entgegenzuwirken.

Weiterhin alternativ bevorzugt teilt der Schaltkolben einen Schaltzylinder der

Schaltaktuatorik in einen Ausrückraum und einen Einrückraum, wobei der

Ausrückraum den Ausrückdruck aufnimmt und der Einrückraum den Einrückdruck aufnimmt. In diesem Fall handelt es sich also um einen doppelwirkenden

Schaltzylinder.

Besonders bevorzugt ist die Schraubenfeder bzw. Tellerfeder auf Druck vorgespannt.

Bevorzugt stützt sich das Rückstellelement an der Klauenmuffe ab. Da die

Klauenmuffe radial innerhalb des Schaltkolbens angeordnet ist, kann das

Rückstellelement, insbesondere bei einer Ausbildung als Schraubenfeder bzw.

Tellerfeder, gewichts- und materialsparend mit vergleichsweise geringem

Radialumfang ausgebildet sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es

vorgesehen, dass das Schaltmodul weiterhin einen hinteren Kolbenanschlag umfasst. Ein vorderer Kolbenanschlag kann vorteilhaft entfallen, sofern die

Kupplungsmuffe mittels einer Wälzlagerung gelagert ist. Falls keine Wälzlagerung vorhanden ist, ist bevorzugt zusätzlich ein vorderer Kolbenanschlag vorgesehen. Der vordere Kolbenanschlag bzw. die Wälzlagerung begrenzt dabei die Verschiebbarkeit des Schaltkolbens in eine erste Axialrichtung und der hintere Kolbenanschlag begrenzt die Verschiebbarkeit des Schaltkolbens in eine zweite Axialrichtung. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die genaue Position des Schaltkolbens zur Klauenmuffe über den vorderen und den hinteren Kolbenanschlag vorgegeben wird, so dass auch in diesem Fall zeitaufwändige Arbeiten zur Einstellung des Zahnkopf-Zahnkopf- Abstands sowie des Zahnkopf-Zahngrund-Abstands entfallen können.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Differentialsperre zum Sperren einer

Verteilerfunktion eines Verteilergetriebes, wobei die Differentialsperre mittels eines Schaltmoduls einrückbar und ausrückbar ist. Die erfindungsgemäße

Differentialsperre zeichnet sich dadurch aus, dass das Schaltmodul ein

erfindungsgemäßes Schaltmodul ist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verteilergetriebe mit einer Differentialsperre. Das erfindungsgemäße Verteilergetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass die

Differentialsperre eine erfindungsgemäße Differentialsperre ist.

Die Erfindung betrifft schließlich auch eine Achszuschaltung, wobei die

Achszuschaltung mittels eines Schaltmoduls zuschaltbar und abschaltbar ist. Die erfindungsgemäße Achszuschaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das

Schaltmodul ein erfindungsgemäßes Schaltmodul ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten

Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 beispielhaft und schematisch ein bekanntes Schaltmodul,

Fig. 2 beispielhaft und schematisch eine Verzahnung einer Klauenkupplung bzw. eines zweiten Kupplungsteils,

Fig. 3 beispielhaft und schematisch eine weitere Verzahnung einer

Klauenkupplung bzw. eines zweiten Kupplungsteils,

Fig. 4 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines

erfindungsgemäßen Schaltmoduls,

Fig. 5 beispielhaft und schematisch eine Verzahnung eines erfindungsgemäßen

Schaltmoduls und

Fig. 6 beispielhaft den Verlauf der Ausrückkraftkraft für unterschiedliche

Neigewinkel in Abhängigkeit des wirkenden Drehmoments. Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese

Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.

Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch ein bekanntes Schaltmodul 1 , welches beispielsgemäß für eine Differentialsperre 2 verwendet wird. Wie zu sehen ist, beansprucht das Schaltmodul 1 aufgrund seiner bekannten Ausbildung mit einer Schaltstange 3 und einer Schaltgabel 4 vergleichsweise viel Bauraum. Dies liegt im Wesentlichen an der Parallelanordnung der Schaltstange 3 zu einer Getriebewelle 8, auf welcher die Klauenkupplung 5 angeordnet ist. Bei dem in Fig. 1 gezeigten, bekannten Schaltmodul 1 ist es zudem notwendig, den Abstand der Zahnköpfe einer ersten Verzahnung eines ersten Kupplungsteils 5‘ der Klauenkupplung 5 mit den Zahnköpfen einer zweiten Verzahnung eines zweiten Kupplungsteils 5“ der

Klauenkupplung 5 sowohl im geschlossenen als auch im geöffneten Zustand zu kalibrieren. Derartige Kalibriervorgänge sind zeitaufwändig und damit kostenintensiv. Über eine Kugelsperre 15 kann der geschlossene Zustand verriegelt werden.

Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch eine Verzahnung 6 einer Klauenkupplung 5 bzw. eines zweiten Kupplungsteils 5“. Wie zu sehen ist, sind die Zahnflanken 7, 7‘ um einen Neigewinkel a gegen eine Axialachse 8 der Klauenkupplung geneigt. Durch den Neigewinkel a der Zahnflanken 7, 7‘ gegen die Axialachse 8 wird im

geschlossenen Zustand der Klauenkupplung 5 unter Last eine Ausrückkraft erzeugt.

Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere Verzahnung 6 einer

Klauenkupplung 5 bzw. eines zweiten Kupplungsteils 5“. Im Gegensatz zur

Verzahnung 6 der Fig. 2 ist die Verzahnung 6 der Fig. 3 derart gegen die Axialachse 8 geneigt, dass ein Hinterschnitt 9 entsteht. Wie zu sehen ist, weist die Verzahnung 6 zudem vergleichsweise massive Zähne und vergleichsweise große Zahnlücken 13 auf. Dadurch wird es ermöglicht, die Klauenkupplung 5 auch unter Last zu schließen. Die Hinterschnitte 9 verhindern jedoch ein Öffnen der Klauenkupplung 5 unter Last. Fig. 4 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Schaltmoduls 1 , beispielsgemäß für eine Differentialsperre 2. Wie zunächst zu sehen ist, ist der Schaltkolben 1 1 als Ringkolben 1 1 ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine raumsparende Ausbildungsweise des gesamten

Schaltmoduls 1 auf der Getriebewelle 10. Die Klauenkupplung 5 umfasst einen ersten Kupplungsteil 5‘ und einen zweiten Kupplungsteil 5“. Sowohl der erste als auch der zweite Kupplungsteil 5‘, 5“ weisen eine identische Verzahnung 6 (siehe Fig. 5) auf, wobei Zahnlücken 1 1 der Verzahnung 6 derart weit ausgebildet sind, dass die Klauenkupplung 5 unter Last schließbar ist. Die Zahnflanken 7, 7‘ der Verzahnung 6 weisen weiterhin einen Neigewinkel a gegen eine Verzahnung 8 der Klauenkupplung 5 derart auf, dass die Klauenkupplung 5 unter Last eine

Ausrückkraft erfährt. Die Ausrückkraft entsteht dadurch, dass die Zahnflanken 7, 7‘ zumindest leicht spitz vom Zahnfuß zum Zahnkopf zulaufen, dass also der Umfang eines Zahnkopfs geringer ist als der Umfang des zugehörigen Zahnfußes. Je größer der Neigewinkel a ist, desto größer wird auch die Ausrückkraft, in Abhängigkeit eines wirkenden Drehmoments. Um ein unbeabsichtigtes Öffnen der geschlossenen Klauenkupplung 5 unter Last zu vermeiden, ist der Ringkolben 11 derart ausgebildet, dass seine maximal aufbringbare Stellkraft größer ist als eine maximal mögliche Ausrückkraft, wobei die maximal mögliche Ausrückkraft sich aus der maximalen Belastbarkeit des Schaltmoduls 1 ergibt. Das erste Kupplungsteil 5‘ stellt gleichzeitig die Kupplungsmuffe 5‘ der Klauenkupplung 5 dar, so dass auf eine zusätzliche Kupplungsmuffe verzichtet werden kann. Die Kupplungsmuffe 5‘ ist beispielsgemäß mittels einer Wälzlagerung 12 im Schaltkolben 1 1 drehbar gelagert.

Fig. 6 zeigt beispielhaft den Verlauf der Ausrückkraftkraft 14, 14‘, 14“ für

unterschiedliche Neigewinkel a, ß, g in Abhängigkeit des wirkenden Drehmoments. Die Gerade 14 zeigt den Anstieg der Ausrückkraft 14 mit zunehmendem

Drehmoment für eine Verzahnung 6 mit dem Neigewinkel a, die Gerade 14‘ zeigt den Anstieg der Ausrückkraft 14‘ mit zunehmendem Drehmoment für eine Verzahnung mit dem Neigewinkel ß und die Gerade 14‘‘zeigt den Anstieg der Ausrückkraft 14“ mit zunehmendem Drehmoment für eine Verzahnung mit dem Neigewinkel g. Wie zu sehen ist, nimmt die Ausrückkraft mit steigendem Drehmoment linear zu. Wie ebenfalls zu sehen ist, ist die Ausrückkraft auch abhängig vom Neigewinkel a, ß bzw Y, wobei beispielsgemäß gilt: a < ß < g. Je größer der Neigewinkel a, ß, g ist, desto größer ist die resultierende Ausrückkraft. Die Ausrückkraft ist dabei proportional zum Sinus des Neigewinkels a, ß, g. Um ein unbeabsichtigtes Öffnen der geschlossenen Klauenkupplung 5 unter Last zu vermeiden, ist der Schaltkolben 1 1 derart ausgebildet, dass seine maximal aufbringbare Stellkraft 11‘ größer ist als eine maximal mögliche Ausrückkraft. Die maximal aufbringbare Stellkraft 1 1‘ ist in Fig. 5 als Gerade dargestellt, die unabhängig vom wirkenden Drehmoment ist.

Bezuaszeichen

1 Schaltmodul

2 Differentialsperre

3 Schaltstange

Schaltgabel

5 Klauenkupplung

5‘ erster Kupplungsteil, Klauenmuffe

5“ zweiter Kupplungsteil

6 Verzahnung

7, 7‘ Zahnflanken

8 Axialachse

9 Hinterschnitt

10 Getriebewelle

11 Schaltkolben, Ringkolben

1 1‘ Stellkraft

12 Wälzlagerung

13 Zahnlücke

14, 14‘, 14“ Ausrückkraft

15 Kugelsperre

a, ß, g Neigewinkel